軸承偏差,形位公差,粗糙度

1、滾動(dòng)軸承的公差與配合 滾動(dòng)軸承是機(jī)器上廣泛應(yīng)用的一種作為轉(zhuǎn)動(dòng)支撐的標(biāo)準(zhǔn)部件。一般由內(nèi)圈，外圈，滾動(dòng)體（鋼球或滾柱）和保持架（又稱隔離圈）所組成。 滾動(dòng)軸承的外徑D和內(nèi)徑d，是配合的公稱尺寸，滾動(dòng)軸承就是用這兩個(gè)尺寸分別與軸徑和殼體孔徑相配合。滾動(dòng)軸承的公差與配合 滾動(dòng)軸承按其承受負(fù)荷的方向，分為向心，向心推力和推力軸承；按其滾動(dòng)體形狀，分為球軸承和滾柱（圓柱或圓錐體）軸承。滾動(dòng)軸承的公差與配合 為了實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)軸承互換性的要求，制定了滾動(dòng)軸承公差與配合的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。它規(guī)定了與滾動(dòng)軸承內(nèi)，外圈相配的軸和殼體孔的公差帶。 滾動(dòng)軸承的工作性能取決于滾動(dòng)軸承本身的制造精度，滾動(dòng)軸承與軸和殼體孔的配合性質(zhì)以及

2、軸與殼體孔的尺寸精度，形位公差和表面粗糙度等因素。滾動(dòng)軸承內(nèi)徑與外徑的公差帶及其特點(diǎn) 滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈和外圈都是薄壁零件，精度要求很高，在制造，保管和自由狀態(tài)是，容易變形（如變成橢圓）但當(dāng)軸承內(nèi)圈及外圈與殼體孔裝配后，這種變形也容易得到糾正。 滾動(dòng)軸承公差國(guó)標(biāo)對(duì)軸承內(nèi)徑d和外徑D，規(guī)定了兩種尺寸公差。其中軸承單一平面平均內(nèi)徑（dmp）與外徑（Dmp）是確定配合公差值的基本尺寸。滾動(dòng)軸承的精度等級(jí)滾動(dòng)軸承公差國(guó)標(biāo)規(guī)定，軸承按公稱尺寸（基本尺寸）精度和旋轉(zhuǎn)精度分為五個(gè)精度等級(jí)，用漢語(yǔ)拼音字母G,E,D,C,B表示，G級(jí)精度最低，B級(jí)精度最高（老國(guó)標(biāo)）。現(xiàn)行的新國(guó)標(biāo)代號(hào)為P2、P4、P5、P6、P0，

3、P2級(jí)精度最高。從GB級(jí)精度的平均直徑公差相當(dāng)于公差與配合國(guó)標(biāo)IT7 IT3級(jí)的公差。軸承類型與適用精度等級(jí)精度的選擇滾動(dòng)軸承內(nèi)圈與軸配合的公差 滾動(dòng)軸承內(nèi)圈與軸配合應(yīng)按基孔制（軸承基孔制國(guó)標(biāo)），但內(nèi)徑的公差帶位置卻與一般基準(zhǔn)孔相反。各個(gè)偏差等級(jí)的公差帶都分布在零線下側(cè)。即上偏差為零，下偏差為負(fù)值。滾動(dòng)軸承內(nèi)圈偏差為負(fù)的原因 在多數(shù)情況下，軸承的內(nèi)圈是隨軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)的，為了防止在它們之間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)而導(dǎo)致結(jié)合面磨損，則兩者的配合應(yīng)具有一定的過盈。但由于內(nèi)圈是薄壁零件，容易彈性變形脹大，且一定時(shí)間后又必須折換，因此過盈的配合不宜過大。 假如抽查內(nèi)孔的公差帶與一般基準(zhǔn)孔一樣分布在零件上側(cè)，當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)

4、配合中的過盈配合時(shí)，所得的過盈往往太大。 改用過渡配合，又可能出現(xiàn)間隙，不能保證具有一定的過盈。 若采用非標(biāo)準(zhǔn)配合，又違反了標(biāo)準(zhǔn)化和互換性原則。 當(dāng)公差帶在零線以下時(shí)，當(dāng)它與一般過渡配合的軸相配時(shí)，不但過盈量不大，還不會(huì)出現(xiàn)間隙。還能按照標(biāo)準(zhǔn)偏差來加工軸。滾動(dòng)軸承外圈與殼體孔配合 滾動(dòng)軸承外圈與殼體孔配合應(yīng)按基軸制。通常兩者之間不要求太緊。 滾動(dòng)軸承外徑的公差帶位置對(duì)所有精度來說，仍按一般基準(zhǔn)軸的規(guī)定，分布在零線下側(cè)。其上偏差為零，下偏差為負(fù)值。滾動(dòng)軸承與軸和殼體孔的公差與配合基本偏差系列滾動(dòng)軸承與軸和殼體孔的公差與配合圖解讀滾動(dòng)軸承與軸和殼體孔的公差與配合圖解讀 1:滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈和外圈公差

5、帶都是特殊規(guī)定的，和公差與配合國(guó)標(biāo)的規(guī)定相比，是完全不同的。 2：滾動(dòng)軸承的內(nèi)，外圈公差帶都在零線以下，都為基準(zhǔn)制，基本偏差為0. 3:內(nèi)圈配合的軸和外圈配合的孔，都是公差與配合的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。軸和孔都能按國(guó)標(biāo)便于加工。 4：軸承內(nèi)圈在國(guó)標(biāo)中的一些間隙配合，在這里變?yōu)榱诉^渡配合。而一些過渡配合變?yōu)榱诵￠g隙配合。 假設(shè)軸承內(nèi)孔公差帶在零線上方，那么間隙和過盈的絕對(duì)值都太大。無(wú)法選用。與滾動(dòng)軸承各級(jí)精度相配合的軸和殼體孔公差帶向心軸承內(nèi)圈，外圈公差軸承配合的選擇 正確的選擇軸承配合，對(duì)保證機(jī)器正常運(yùn)轉(zhuǎn)，提高軸承的使用壽命，充分發(fā)揮軸承的承載能力關(guān)系很大。 選擇軸承配合時(shí)，應(yīng)綜合地考慮： 1：軸承的工作

6、條件 2：作用在軸承上負(fù)荷的大小、方向和性質(zhì)（這是確定軸承和軸或殼體孔配合的關(guān)鍵） 3：軸承類型和尺寸 4：與軸承相配的軸和殼體孔的材料和結(jié)構(gòu)，工作溫度，裝卸和調(diào)整等軸承負(fù)荷的類型 機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，根據(jù)作用于軸承上的負(fù)荷相對(duì)于套圈的旋轉(zhuǎn)情況，可將套圈所承受的負(fù)荷分為以下三種類型: 1：局部負(fù)荷 2：循環(huán)負(fù)荷 3：擺動(dòng)負(fù)荷負(fù)荷類型 局部負(fù)荷:作用于軸承上的合成徑向負(fù)荷與套圈相對(duì)靜止，即負(fù)荷方向始終不變地作用在套圈滾道的局部區(qū)域上，該套圈所承受的這種負(fù)荷性質(zhì)。（汽車從動(dòng)輪外圈）負(fù)荷類型 循環(huán)負(fù)荷:作用于軸承上的合成徑向負(fù)荷與套圈相對(duì)旋轉(zhuǎn)，即負(fù)荷順序地作用在套圈滾道的整個(gè)圓周上，該套圈所承受的這種負(fù)荷性

7、質(zhì)。(汽車從動(dòng)輪內(nèi)圈)負(fù)荷類型 擺動(dòng)負(fù)荷:作用于軸承上的合成徑向負(fù)荷與所承受的套圈在一定區(qū)域內(nèi)相對(duì)擺動(dòng)，即其負(fù)荷向量經(jīng)常變動(dòng)的作用在套圈滾道的局部圓周上，該套圈所承受的這種負(fù)荷性質(zhì)。擺動(dòng)負(fù)荷舉例 軸承承受一個(gè)方向不變的徑向負(fù)荷Rg,和一個(gè)較小的旋轉(zhuǎn)徑向負(fù)荷Rx,兩者的合成徑向負(fù)荷R，其大小與方向都在變動(dòng)。但合成徑向負(fù)荷R僅在非旋轉(zhuǎn)套圈AB一段滾道內(nèi)擺動(dòng)，該套圈所承受的負(fù)荷性質(zhì)，即為擺動(dòng)負(fù)荷。受力與配合的選用原則 1：通常受循環(huán)負(fù)荷的套圈與軸(或殼體孔)相配應(yīng)選過盈配合，或較緊的過渡配合，其過盈量的大小，以不使套圈與軸或殼體孔配合表面產(chǎn)生爬行現(xiàn)象為原則。 2：承受局部負(fù)荷的套圈與殼體孔或軸的配合

8、，應(yīng)選較松的過渡配合，或較小的間隙配合，以便讓套圈滾道間的摩擦力矩帶動(dòng)轉(zhuǎn)位，延長(zhǎng)軸承的使用壽命。 3：承受擺動(dòng)負(fù)荷的套圈，其配合松緊介于循環(huán)負(fù)荷與局部負(fù)荷之間。負(fù)荷對(duì)選用配合大小的影響 滾動(dòng)軸承套圈與軸或殼體孔配合的最小過盈，取絕于負(fù)荷的大小。 1：承受較重的負(fù)荷或沖擊時(shí)，將引起軸承較大的變形，使結(jié)合面間實(shí)際過盈減小和軸承內(nèi)部的實(shí)際間隙增大，這時(shí)為了使軸承運(yùn)轉(zhuǎn)正常，應(yīng)選較大的過盈配合。同理，承受較輕的負(fù)荷，可選較小的過盈配合。負(fù)荷對(duì)選用配合大小的影響 對(duì)于負(fù)荷較大，有較高旋轉(zhuǎn)精度要求的軸承，為了消除彈性變形和振動(dòng)的影響，應(yīng)避免采用間隙配合。 對(duì)于輕負(fù)荷的較高旋轉(zhuǎn)精度要求的軸承，常采用較小的間隙

9、配合。 滾動(dòng)軸承的尺寸愈大，選取的配合應(yīng)越緊。 空心軸頸比實(shí)心軸頸，薄壁殼體比厚壁殼體，輕合金殼體比鋼制或鑄鐵殼體采用的配合要緊些。負(fù)荷對(duì)選用配合大小的影響 剖分式殼體比整體式殼體采用的配合要松些，以免過盈將軸承外圈夾扁，甚至將軸卡住。 為了便于安裝與拆卸，特別對(duì)于重型機(jī)械，宜采用較松的配合。 如果要求拆卸，而又要用較緊配合時(shí)，可采用分離型軸承或內(nèi)圈帶錐孔和緊定套或退卸套的軸承。負(fù)荷對(duì)選用配合大小的影響 當(dāng)要求軸承的內(nèi)圈或外圈能沿軸向游動(dòng)時(shí)，該內(nèi)圈與軸或外圈與殼體孔的配合，應(yīng)選較松的配合。 由于過盈配合使軸承徑向游隙減小，如軸承的兩個(gè)套圈之一需采用過盈特大的過盈配合時(shí)，應(yīng)選擇具有大于基本組的徑

10、向游隙的軸承。 滾動(dòng)軸承的工作溫度一般低于100，在高溫工作的軸承，應(yīng)將所選的配合進(jìn)行修正。安裝向心軸承和角接觸軸承的殼體孔公差帶安裝向心軸承和角接觸軸承的殼體孔公差帶安裝向心軸承和角接觸軸承的軸公差帶安裝向心軸承和角接觸軸承的軸公差帶軸承內(nèi)外圈配合舉例 軸承配合一般都是過渡配合（國(guó)標(biāo)中的過渡），但在有特殊情況下可選過盈配合（國(guó)標(biāo)中的過盈），但很少。因?yàn)檩S承與軸配合是軸承的內(nèi)圈與軸配合，使用的是基孔制，本來軸承是應(yīng)該完全對(duì)零的，我們?cè)趯?shí)際使用中也完全可以這樣認(rèn)為，但為了防止軸承內(nèi)圈與軸的最小極限尺寸配合時(shí)產(chǎn)生內(nèi)圈滾動(dòng)，傷害軸的表面，所以我們的軸承內(nèi)圈都有0到幾個(gè)的下偏公差來保證內(nèi)圈不轉(zhuǎn)動(dòng)，所以

11、軸承一般選擇過渡配合就可以了，即使是選擇過渡配合也不能超過3絲的過盈量。 一般選用是：軸承內(nèi)圈與軸配合軸選k6，軸承外圈與孔配合孔選K6或K7鍵的公差與配合 鍵聯(lián)接用于軸與軸上零件（齒輪，皮帶輪，聯(lián)軸器等）之間的聯(lián)結(jié)，用以傳遞扭矩和運(yùn)動(dòng)。它屬于可拆卸聯(lián)結(jié)，在機(jī)械結(jié)構(gòu)中應(yīng)用很廣泛。鍵聯(lián)結(jié)公差與配合的特點(diǎn)我們這里主要以平鍵和半圓鍵的公差與配合來做介紹。圖中所示為鍵聯(lián)結(jié)公差與配合的幾個(gè)關(guān)鍵尺寸。 b=鍵寬及與之相配合的軸槽和輪轂槽寬的基本尺寸。 h=鍵的高度基本尺寸。 d=軸頸直徑。配合的主要參數(shù)為鍵和鍵寬b。鍵聯(lián)結(jié)的配合性質(zhì)也是以鍵與鍵槽寬的配合性質(zhì)來體現(xiàn)的。 鍵聯(lián)結(jié)公差與配合的特點(diǎn) 采用基軸制。

12、鍵與軸和輪轂鍵槽有不同的配合要求。鍵是標(biāo)準(zhǔn)件，因此，把鍵寬作基準(zhǔn)，采用基軸制。（和軸孔配合道理相同，把鍵寬b看做公稱尺寸，軸和輪轂的鍵槽公差值在國(guó)標(biāo)孔的偏差值圖表上面查找。但偏差范圍小。國(guó)標(biāo)孔軸基本偏差圖國(guó)標(biāo)孔的基本偏差值表（摘錄）鍵聯(lián)結(jié)公差與配合的特點(diǎn) 在平鍵和半圓鍵聯(lián)結(jié)中，配合尺寸是鍵和鍵槽的寬度。如圖平鍵，鍵及鍵槽剖面尺寸及鍵槽公差（摘錄）平鍵公差（摘錄）半圓鍵，鍵及鍵槽剖面尺寸及鍵槽公差（摘錄）半圓鍵公差（摘錄）表面粗糙度 表面粗糙度是指加工表面所具有的較小間距和微小峰谷不平度。其兩波峰或兩波谷之間的距離（波距）很?。ㄔ?mm以下），它屬于微觀幾何形狀誤差。表面粗糙度越小，則表面越光滑

13、。 表面粗糙度定義之Ra(輪廓算術(shù)平均偏差)中線M表面粗糙度定義之Rz(微觀不平度十點(diǎn)高度)中線M表面粗糙度定義之RY(輪廓最大高度)中線M表面粗糙度的代號(hào) 表面粗糙度一般是由所采用的加工方法和其他因素所形成的，例如加工過程中刀具與零件表面間的摩擦、切屑分離時(shí)表面層金屬的塑性變形以及工藝系統(tǒng)中的高頻振動(dòng)等。由于加工方法和工件材料的不同，被加工表面留下痕跡的深淺、疏密、形狀和紋理都有差別。 表面粗糙度的獲得方法零件表面粗糙度參數(shù)值的選擇零件表面粗糙度參數(shù)值的選擇我們發(fā)現(xiàn)1：在同一零件上，工作表面的粗糙度小于非工作表面的粗糙度。2：摩擦表面比非摩擦表面的粗糙度要小；滾動(dòng)摩擦表面比滑動(dòng)摩擦表面的粗糙

14、度要?。L動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承）；運(yùn)動(dòng)速度高，單位壓力大的摩擦表面比運(yùn)動(dòng)速度低，單位壓力小的摩擦表面的粗糙度小。3：受循環(huán)載荷的表面及易引起應(yīng)力集中的部分（如圓角，溝槽），表面粗糙度要小。零件表面粗糙度參數(shù)值的選擇零件表面粗糙度參數(shù)值的選擇4：配合性質(zhì)要求高的結(jié)合表面，配合間隙小的配合表面（缸套和活塞）以及要求連接可靠，受重載的過盈配合表面（火車軸和輪轂，接合好，摩擦力更均勻）等，其粗糙度都應(yīng)較小。5：配合性質(zhì)相同，零件尺寸愈小則表面粗糙度應(yīng)愈小；6：同一精度等級(jí)，小尺寸比大尺寸，軸比孔的表面粗糙度要小。表面粗糙度的測(cè)量 比較法：將被測(cè)表面對(duì)照粗糙度樣板比較；也可以用手摸，指甲滑動(dòng)的感覺來判斷被加

15、工表面的粗糙度。 比較法一般只用于粗糙度參數(shù)值較大的評(píng)定。表面粗糙度的測(cè)量 光切法 干涉法 針描法：就是利用觸針直接在被測(cè)表面上輕輕劃過，從而測(cè)出表面粗糙度值。下圖為電動(dòng)輪廓儀（表面粗糙度檢查儀），測(cè)量迅速方便，測(cè)值精度高。表面粗糙度對(duì)機(jī)器壽命的影響表面粗糙度對(duì)機(jī)器壽命的影響表面粗糙度與機(jī)械零件的配合性質(zhì)、耐磨性、疲勞強(qiáng)度、接觸剛度、振動(dòng)和噪聲等有密切關(guān)系，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的使用壽命和可靠性有重要影響。一般標(biāo)注采用Ra。 1：影響耐磨性。表面越粗糙，配合表面間的有效接觸面積越小，壓強(qiáng)越大，摩擦阻力越大，磨損就越快。 2：影響配合的穩(wěn)定性。對(duì)間隙配合來說，表面越粗糙，就越易磨損，使工作過程中間隙逐漸增

16、大；對(duì)過盈配合來說，由于裝配時(shí)將微觀凸峰擠平，減小了實(shí)際有效過盈，降低了連接強(qiáng)度。表面粗糙度對(duì)機(jī)器壽命的影響表面粗糙度對(duì)機(jī)器壽命的影響 3：影響疲勞強(qiáng)度。粗糙零件的表面存在較大的波谷，它們像尖角缺口和裂紋一樣，對(duì)應(yīng)力集中很敏感，從而影響零件的疲勞強(qiáng)度。 4：影響耐腐蝕性。粗糙的零件表面，易使腐蝕性氣體或液體通過表面的微觀凹谷滲入到金屬內(nèi)層，造成表面腐蝕。 5：影響密封性。粗糙的表面之間無(wú)法嚴(yán)密地貼合，氣體或液體通過接觸面間的縫隙滲漏。 6：影響接觸剛度。接觸剛度是零件結(jié)合面在外力作用下，抵抗接觸變形的能力。機(jī)器的剛度在很大程度上取決于各零件之間的接觸剛度。 7：影響測(cè)量精度。零件被測(cè)表面和測(cè)量

17、工具測(cè)量面的表面粗糙度都會(huì)直接影響測(cè)量的精度，尤其是在精密測(cè)量時(shí)。 此外，表面粗糙度對(duì)零件的鍍涂層、導(dǎo)熱性和接觸電阻、反射能力和輻射性能、液體和氣體流動(dòng)的阻力、導(dǎo)體表面電流的流通等都會(huì)有不同程度的影響。 形狀和位置公差及檢測(cè) 零件在加工（維修）過程中，由于機(jī)床-夾具-刀具系統(tǒng)存在幾何誤差，以及加工中出現(xiàn)受力變形，熱變形，振動(dòng)和磨損等影響，使被加工（維修）零件的幾何要素不可避免地產(chǎn)生誤差。這些誤差包括尺寸偏差，形狀誤差及位置誤差。形狀和位置公差及檢測(cè) 形狀和位置誤差對(duì)零件的使用功能有較大的影響。對(duì)精密，高速，重載，高溫，高壓下工作的機(jī)器或儀器的影響更為突出。（形狀誤差必然會(huì)導(dǎo)致尺寸偏差或位置誤差

18、，而位置偏差或尺寸偏差不一定導(dǎo)致形狀偏差或尺寸偏差） 例如： 1：孔與軸的結(jié)合，由于存在形狀誤差，在間隙配合中，會(huì)使間隙分布不均勻，加快局部磨損，從而降低零件的工作壽命； 2：在過盈配合中，則使過盈量各處不一致，影響聯(lián)接強(qiáng)度。 3：內(nèi)徑百分表查缸筒圓柱度，圓度，水平儀查傾斜度。 形位公差圖零件的構(gòu)成要素 構(gòu)成零件幾何特征的點(diǎn)，線，面稱為要素。如下圖所示。盡管零件的種類繁多，但構(gòu)成零件幾何形狀的要素不外乎是直線，曲線，平面，回轉(zhuǎn)面和曲面等。所以我們所說的形狀公差也就是針對(duì)這些基本要素的理想要素與實(shí)際要素的關(guān)系。（設(shè)計(jì)出來的理想要素是沒有偏差的，但制造出來的就有偏差，）零件要素如下圖所示：零件構(gòu)成

19、要素 理想要素與實(shí)際要素 1理想要素：指具有幾何學(xué)意義的要素。他是按設(shè)計(jì)要求，由圖紙上給定的點(diǎn)，線，面的理想狀態(tài)。 2實(shí)際要素：指零件上實(shí)際存在的要素，即加工后得到的要素。通常由測(cè)得的要素來代替。由于存在測(cè)量誤差，故測(cè)得要素并非該要素的真實(shí)狀況。 單一要素與關(guān)聯(lián)要素 1單一要素：指僅對(duì)其本身給出形狀公差的要素。 2關(guān)聯(lián)要素：指對(duì)其他要素有功能關(guān)系的要素，即規(guī)定位置公差的要素。（位置公差會(huì)用到） 形狀公差 形狀公差是指單一實(shí)際要素的形狀所允許的變動(dòng)全量。用形狀公差帶表達(dá)。零件實(shí)際要素在該區(qū)域內(nèi)。即零件實(shí)際尺寸的偏差在該區(qū)域（即公差帶內(nèi)）形狀公差解釋 直線度 直線度公差用于控制直線，軸線的形狀誤差

20、。分為兩種情況： 1:在給定平面內(nèi) 2:在給定方向上 給定一個(gè)方向 給定兩個(gè)方向 3:給定任意方向上 形狀公差 直線度-給定平面內(nèi) 解釋：導(dǎo)向面的直線度是任一水平面與其導(dǎo)向面相截，形成的實(shí)際輪廓線，只允許落在該水平面上距離為公差值t的兩平行直線之間的區(qū)域；（導(dǎo)軌支撐面平面度同理。）形狀公差 直線度-給定方向上-給定一個(gè)方向 解釋：其公差帶是距離為公差值t的兩平行平面之間的區(qū)域形狀公差 直線度-給定方向上-給定兩個(gè)方向 解釋： 其公差帶是正截面為t1t2的四棱柱內(nèi)的區(qū)域。通常是指相互垂直的兩方向。形狀公差 直線度-給定方向上-任意方向上 解釋： 其公差帶是直徑為公差值t的圓柱面內(nèi)的區(qū)域。用于實(shí)際線任意方向上的形狀誤差均需控制的情況。零件直線度測(cè)量?jī)x形狀公差 平面度 解釋：其公差帶為距離為公差值t的兩平行平面之間的區(qū)域 平面度檢測(cè)儀形狀公差形